Question Number 200168 by hardmath last updated on 15/Nov/23
$$\mathrm{If}\:\:\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)\:=\:\mathrm{2}^{\boldsymbol{\mathrm{x}}} \:+\:\mathrm{86}\:\:\mathrm{and}\:\:\mathrm{g}\left(\mathrm{x}\right)\:=\:\mathrm{3x}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{x}\:−\:\mathrm{4} \\ $$$$\mathrm{Then}\:\mathrm{find}:\:\:\mathrm{g}\left[\mathrm{f}^{−\mathrm{1}} \left(\mathrm{g}\left(\mathrm{14}\right)\right)\right]\:=\:? \\ $$
Commented by jazeee last updated on 15/Nov/23
$$ \\ $$$${Solution}: \\ $$$${We}\:{need}\:{to}\:{find}\:{f}^{−\mathrm{1}} \left({x}\right)\:{first}. \\ $$$${y}\:=\:\mathrm{2}^{{x}} \:+\:\mathrm{86} \\ $$$${x}\:=\:\mathrm{2}^{{x}} \:+\:\mathrm{86} \\ $$$${x}\:−\:\mathrm{86}\:=\:\mathrm{2}^{{y}} \\ $$$${ln}\:\left({x}\:−\:\mathrm{86}\right)\:=\:{y}\:\ast\:{ln}\:\left(\mathrm{2}\right) \\ $$$$\frac{{ln}\:\left({x}\:−\:\mathrm{86}\right)}{{ln}\:\left(\mathrm{2}\right)}\:=\:{y} \\ $$$${f}^{−\mathrm{1}} \:\left({x}\right)\:=\:\frac{{ln}\:\left({x}\:−\mathrm{86}\right)}{{ln}\left(\mathrm{2}\right)} \\ $$$$ \\ $$$${Now},\:{substitute}\:\mathrm{14}\:{in}\:{g}\left({x}\right). \\ $$$${g}\left(\mathrm{14}\right)\:=\:\mathrm{3}\left(\mathrm{14}\right)^{\mathrm{2}} \:+\:\left(\mathrm{14}\right)\:−\:\mathrm{4} \\ $$$${g}\left(\mathrm{14}\right)\:=\:\mathrm{3}\left(\mathrm{196}\right)\:+\:\mathrm{10} \\ $$$${g}\left(\mathrm{14}\right)\:=\:\mathrm{588}\:+\:\mathrm{10} \\ $$$${g}\left(\mathrm{14}\right)\:=\:\mathrm{598} \\ $$$$ \\ $$$${Next}\:{is}\:{to}\:{substitute}\:\mathrm{598}\:{in}\:{f}^{−\mathrm{1}} \:\left({x}\right). \\ $$$${f}^{−\mathrm{1}} \:\left(\mathrm{598}\right)\:=\:\frac{{ln}\:\left(\mathrm{598}\:−\mathrm{86}\right)}{{ln}\:\left(\mathrm{2}\right)} \\ $$$${f}^{−\mathrm{1}} \:\left(\mathrm{598}\right)\:=\:\frac{{ln}\:\left(\mathrm{512}\right)}{{ln}\:\left(\mathrm{2}\right)} \\ $$$${note}:\:\mathrm{512}\:=\:\mathrm{2}^{\mathrm{9}} \\ $$$${f}^{−\mathrm{1}} \:\left(\mathrm{598}\right)\:=\:\frac{\mathrm{9}\:{ln}\left(\mathrm{2}\right)}{{ln}\:\left(\mathrm{2}\right)} \\ $$$${f}^{−\mathrm{1}} \:\left(\mathrm{598}\right)\:=\:\mathrm{9} \\ $$$$ \\ $$$${Lastly},\:{substitute}\:\mathrm{9}\:{in}\:{g}\left({x}\right). \\ $$$${g}\left(\mathrm{9}\right)\:=\:\mathrm{3}\left(\mathrm{9}\right)^{\mathrm{2}} \:+\:\left(\mathrm{9}\right)\:−\:\mathrm{4} \\ $$$${g}\left(\mathrm{9}\right)\:=\:\mathrm{3}\left(\mathrm{81}\right)\:+\:\mathrm{5} \\ $$$${g}\left(\mathrm{9}\right)\:=\:\mathrm{243}\:+\:\mathrm{5} \\ $$$${g}\left(\mathrm{9}\right)\:=\:\mathrm{248} \\ $$$$ \\ $$$${Answer}:\:\mathrm{248}. \\ $$
Commented by jazeee last updated on 15/Nov/23
$$ \\ $$$$\ast\:{x}\:=\:\mathrm{2}^{{y}} \:+\:\mathrm{86}\:\ast\:\left({second}\:{step}\right) \\ $$
Answered by Sutrisno last updated on 15/Nov/23
$${g}\left(\mathrm{14}\right)=\mathrm{3}\left(\mathrm{14}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{14}−\mathrm{4}=\mathrm{598} \\ $$$${f}\left({x}\right)=\mathrm{2}^{{x}} +\mathrm{86}\rightarrow{x}={f}^{−\mathrm{1}} \left(\mathrm{2}^{{x}} +\mathrm{86}\right) \\ $$$$\mathrm{2}^{{x}} +\mathrm{86}=\mathrm{598} \\ $$$$\mathrm{2}^{{x}} =\mathrm{512}\rightarrow{x}=\mathrm{9} \\ $$$${g}\left(\mathrm{9}\right)=\mathrm{3}\left(\mathrm{9}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{9}−\mathrm{4}=\mathrm{248} \\ $$$$\therefore{g}\left({f}^{−\mathrm{1}} \left({g}\left(\mathrm{14}\right)\right)\right)=\mathrm{248} \\ $$